Carbon dioxide hydrogenation over the carbon-terminated niobium carbide (111) surface: a density functional theory study

甲烷化 吸热过程 放热反应 催化作用 化学 脱氢 吸附 一氧化碳 甲酸 密度泛函理论 碳化物 无机化学 甲醇 甲烷 碳纤维 光化学 物理化学 材料科学 计算化学 有机化学 复合材料 复合数
作者
Saeedeh Sarabadani Tafreshi,Mahkameh Ranjbar,Maryam Jamaati,S. F. K. S. Panahi,Narges Taghizade,Mostafa Torkashvand,Nora H. de Leeuw
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [Royal Society of Chemistry]
卷期号:25 (3): 2498-2509 被引量:1
标识
DOI:10.1039/d2cp04749g
摘要

Carbon dioxide (CO2) hydrogenation is an energetic process which could be made more efficient through the use of effective catalysts, for example transition metal carbides. Here, we have employed calculations based on the density functional theory (DFT) to evaluate the reaction processes of CO2 hydrogenation to methane (CH4), carbon monoxide (CO), methanol (CH3OH), formaldehyde (CH2O), and formic acid (HCOOH) over the carbon-terminated niobium carbide (111) surface. First, we have studied the adsorption geometries and energies of 25 different surface-adsorbed species, followed by calculations of all of the elementary steps in the CO2 hydrogenation process. The theoretical findings indicate that the NbC (111) surface has higher catalytic activity towards CO2 methanation, releasing 4.902 eV in energy. CO represents the second-most preferred product, followed by CH3OH, CH2O, and HCOOH, all of which have exothermic reaction energies of 4.107, 2.435, 1.090, and 0.163 eV, respectively. Except for the mechanism that goes through HCOOH to produce CH2O, all favourable hydrogenation reactions lead to desired compounds through the creation of the dihydroxycarbene (HOCOH) intermediate. Along these routes, CH3* hydrogenation to CH4* has the highest endothermic reaction energy of 3.105 eV, while CO production from HCO dehydrogenation causes the highest exothermic reaction energy of -3.049 eV. The surface-adsorbed CO2 hydrogenation intermediates have minimal effect on the electronic structure and interact only weakly with the surface. Our results are consistent with experimental observations.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
姜丝罐罐n完成签到,获得积分10
1秒前
王博发布了新的文献求助20
2秒前
苦呀完成签到,获得积分20
2秒前
白智妍发布了新的文献求助10
2秒前
cherish完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
LeiDY发布了新的文献求助10
3秒前
cindy5620发布了新的文献求助10
3秒前
852应助笑哦采纳,获得10
3秒前
科研南完成签到 ,获得积分10
4秒前
耿耿儿发布了新的文献求助10
4秒前
MOJIN发布了新的文献求助10
4秒前
浮游应助姜丝罐罐n采纳,获得10
5秒前
changping应助木由采纳,获得10
5秒前
6秒前
耍酷弱发布了新的文献求助10
7秒前
自由的飞发布了新的文献求助10
7秒前
睡到自然刑女士完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI5应助peanut采纳,获得10
7秒前
Adzuki0812发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
NGU发布了新的文献求助10
9秒前
hoshiran发布了新的文献求助10
10秒前
临澈发布了新的文献求助10
12秒前
英姑应助cherish采纳,获得10
13秒前
陈明昊发布了新的文献求助10
13秒前
Dean完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
科研通AI5应助自由的飞采纳,获得10
15秒前
18秒前
lyon完成签到 ,获得积分10
19秒前
NGU关闭了NGU文献求助
20秒前
22秒前
22秒前
快乐紫青完成签到 ,获得积分10
22秒前
22秒前
镓氧锌钇铀应助心灵尔安采纳,获得20
23秒前
高分求助中
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 1000
哈工大泛函分析教案课件、“72小时速成泛函分析:从入门到入土.PDF”等 660
Comparing natural with chemical additive production 500
The Leucovorin Guide for Parents: Understanding Autism’s Folate 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.) 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5208415
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4385955
关于积分的说明 13659345
捐赠科研通 4244900
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2328993
邀请新用户注册赠送积分活动 1326790
关于科研通互助平台的介绍 1279012